FR2663488A1 - Method of transmitting spectrum-compatible high-definition television signals, and circuit relating thereto in a television signal transmission system - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE DE TRANSMISSION DE SIGNAUX DE TELEVISION
HAUTE DEFINITION COMPATIBLES EN SPECTRE
ET CIRCUIT S'Y RAPPORTANT DANS UN SYSTEME DE TRANSMISSION
DE SIGNAUX DE TELEVISION
La présente invention se rapporte à un procédé et à un circuit pour transmettre des signaux de télévision haute définition compatibles en spectre dans un système de transmission de signaux de télévision, dans lequel une technique de séparation de bande de fréquences et une technique de sous échantillonnage sont utilisées.TELEVISION SIGNAL TRANSMISSION METHOD
HIGH DEFINITION SPECA-COMPATIBLE
AND RELATED CIRCUIT IN A TRANSMISSION SYSTEM
TELEVISION SIGNALS
The present invention relates to a method and a circuit for transmitting spectrum compatible high definition television signals in a television signal transmission system, in which a frequency band separation technique and a subsampling technique are used.
Depuis les années 1960 un système de télévision haute télévision (HDTV) a été développé au Japon. Il a été proposé différents prototypes de systèmes HDTV tel que le système Japonais MUSE (codage de sous échantillonnage multiple au dessous du taux de Nyquist), le système
Européen HD-MAC, le système de HDTV compatible en spectre
AC-TV de DSRC de Zenith, le système MIT utilisant une technique de codage de bande de sous fréquences et le SLSC de Bell Laboratory développés par les U.S.A. Cependant, l'un des problèmes à résoudre est de rendre un système HDTV compatible avec un système de télévision (TV) couleur classique.Sur ce point, le système Japonais MUSE est incompatible avec un système TV couleur classique, tandis que le système de HDTV de AC-TV est compatible avec une TV couleur NTSC (National Television Systhem Committee) classique mais il a des obstacles considérables à surmonter dont l'un est l'extension de la bande de fréquences au niveau désiré.Since the 1960s a high television system (HDTV) has been developed in Japan. Different prototypes of HDTV systems have been proposed, such as the Japanese MUSE system (coding for multiple sub-sampling below the Nyquist rate), the system
European HD-MAC, the spectrum compatible HDTV system
Zenith DSRC AC-TV, the MIT system using a sub-frequency band coding technique and the SLSC from Bell Laboratory developed by the USA However, one of the problems to be solved is to make an HDTV system compatible with a system On this point, the Japanese MUSE system is incompatible with a conventional color TV system, while the HDTV system of AC-TV is compatible with a conventional NTSC (National Television Systhem Committee) color TV but it has considerable obstacles to overcome, one of which is the extension of the frequency band to the desired level.
C'est un objectif de la présente invention de créer un système de HDTV dans lequel les signaux de HDTV peuvent avoir la même bande de fréquences que celle des signaux de
TV couleur classique et puissent être transmis par l'intermédiaire d'un canal non occupé du système de TV couleur classique.It is an object of the present invention to create an HDTV system in which the HDTV signals can have the same frequency band as that of the broadcast signals.
Conventional color TV and can be transmitted via an unoccupied channel of the conventional color TV system.
Un autre objectif de la présente invention est de procurer un système de HDTV conçu pour être compatible avec le système de transmission de signaux de TV classique et qui utilise la technique de séparation de bande de fréquences en même temps que la technique de sous échantillonnage. Another object of the present invention is to provide an HDTV system designed to be compatible with the conventional TV signal transmission system and which uses the frequency band separation technique together with the subsampling technique.
La présente invention propose à cet effet un circuit pour transmettre des signaux de TV haute définition compatibles en spectre dans un système de transmission de signaux de TV. Comprenant un convertisseur analogique-vers-numérique (convertisseur A/D) pour convertir un signal de luminance et des signaux de chrominance en des données numériques; un circuit d'intégration de signal de luminance et de chrominance comprimés en temps (ITLC) pour comprimer sur la base du temps l'information numérique sortie du convertisseur A/D; un circuit de séparation de bande pour séparer le signal sorti du circuit ITLC en des bandes de fréquences basses et hautes; un détecteur de vecteur mouvement pour détecter le vecteur mouvement issu des signaux de bande de basses fréquences du circuit de séparation de bandes; un processeur de signal de bande de hautes fréquences pour traiter les signaux de bande de hautes fréquences issus du circuit de séparation de bandes en fonction des signaux de vecteur mouvement du détecteur de vecteur mouvement; un circuit de retardement pour retarder les signaux de bande de basses fréquences issus du circuit de séparation de bandes; un additionneur de commande et de synchronisation pour additionner la sortie du circuit de retardement au signal de vecteur mouvement du détecteur de vecteur mouvement; un codeur audio pour coder des signaux audios entrés par l'intermédiaire d'une borne d'entrée audio; un additionneur d'audio et de synchronisation pour additionner les signaux sortis du codeur audio aux signaux sortis du processeur de signal de bande de hautes fréquences; un premier convertisseur numérique-vers-analogique (convertisseur D/A) pour convertir les signaux sortis de l'additionneur d'audio et de synchronisation; un second convertisseur D/A pour convertir les signaux sortis de l'additionneur de commande et de synchronisation; un premier filtre passe bas (LPF) pour filtrer les signaux sortis du premier convertisseur D/A; un second filtre passe bas pour filtrer les signaux sortis du second convertisseur
D/A; un modulateur en quadrature pour multiplier les signaux sortis des premier et second filtres passe bas par un signal Cosot et un signal Sinot, respectivement, et ensuite pour synthétiser les signaux multipliés l'un avec l'autre pour produire à partir de là un signal de transmission; et un processeur de transmission pour traiter le signal de transmission de manière à ce qu'il soit adapté pour être transmis.To this end, the present invention provides a circuit for transmitting spectrum-compatible high definition TV signals in a TV signal transmission system. Comprising an analog-to-digital converter (A / D converter) for converting a luminance signal and chrominance signals into digital data; a time compressed luminance and chrominance signal integration circuit (ITLC) for compressing on the basis of time the digital information output from the A / D converter; a band separation circuit for separating the signal output from the ITLC circuit into low and high frequency bands; a motion vector detector for detecting the motion vector from the low frequency band signals of the band separation circuit; a high frequency band signal processor for processing the high frequency band signals from the band separation circuit based on the motion vector signals of the motion vector detector; a delay circuit for delaying low frequency band signals from the band separation circuit; a command and synchronization adder for adding the output of the delay circuit to the motion vector signal of the motion vector detector; an audio encoder for encoding audio signals inputted through an audio input terminal; an audio and synchronization adder for adding the signals output from the audio encoder to the signals output from the high frequency band signal processor; a first digital-to-analog converter (D / A converter) for converting the signals output from the audio and synchronization adder; a second D / A converter for converting the signals output from the command and synchronization adder; a first low pass filter (LPF) for filtering the signals output from the first D / A converter; a second low pass filter to filter the signals from the second converter
D / A; a quadrature modulator for multiplying the signals output from the first and second low pass filters by a Cosot signal and a Sinot signal, respectively, and then for synthesizing the multiplied signals with each other to produce a signal from there transmission; and a transmission processor for processing the transmission signal so that it is adapted to be transmitted.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple en référence aux dessins annexés, sur lesquels
la figure 1 est un schéma-blocs pour représenter le circuit de l'invention;
la figure 2 est un schéma-blocs pour représenter le processeur de signal de bande de hautes fréquences 5 de la figure 1;
la figure 3 montre une composition de signal de ITLC 2 de la figure 1;
la figure 4 est un exemple de séparation de bande de fréquences du circuit de séparation de bandes de fréquences 3 de la figure 1;
la figure 5 est un exemple de vecteur mouvement dans un écran;
la figure 6 montre les graphiques de caractéristiques des décalages de signaux du circuit de décalage de fréquence 52 de la figure 2;
la figure 7 représente les caractéristiques de sortie d'un filtre H-V-T 54 de la figure 2;;
la figure 8 montre la structure d'échantillonnage du circuit de sous échantillonnage de décalage de trame 56 de la figure 2;
la figure 9 montre une structure de spectre selon la conversion dans une proportion de deux à un des premier et second circuits d'échantillonnage 58, 59 de la figure 2;
la figure 10 montre une structure d'échantillonnage des premier et second circuits de sous échantillonnage de décalage de champ 61, 62 de la figure 2;
la figure 11 représente les caractéristiques du filtre passe bas H-V 53 de la figure 2 et de repliage de spectre;
la figure 12 montre une détection d'une zone de mouvement; et
la figure 13 représente un spectre d'un signal de transmission.The characteristics and advantages of the invention will become apparent from the description which follows by way of example with reference to the accompanying drawings, in which
Figure 1 is a block diagram to represent the circuit of the invention;
Figure 2 is a block diagram for showing the high frequency band signal processor 5 of Figure 1;
Figure 3 shows a signal composition of ITLC 2 of Figure 1;
FIG. 4 is an example of frequency band separation of the frequency band separation circuit 3 of FIG. 1;
FIG. 5 is an example of a motion vector in a screen;
Figure 6 shows the characteristic graphs of the signal offsets of the frequency offset circuit 52 of Figure 2;
FIG. 7 represents the output characteristics of an HVT filter 54 of FIG. 2 ;;
Figure 8 shows the sampling structure of the frame shift subsampling circuit 56 of Figure 2;
FIG. 9 shows a spectrum structure according to the conversion in a proportion of two to one of the first and second sampling circuits 58, 59 of FIG. 2;
Figure 10 shows a sampling structure of the first and second field shift subsampling circuits 61, 62 of Figure 2;
FIG. 11 represents the characteristics of the low pass filter HV 53 of FIG. 2 and of spectrum folding;
FIG. 12 shows a detection of a movement zone; and
FIG. 13 represents a spectrum of a transmission signal.
En se référant à la figure 1, un convertisseur analogique-vers-numérique (convertisseur A/D) 1 sert à convertir un signal de luminance Y et des signaux de chrominance R-Y et B-Y en des données numériques. Un circuit d'intégration de signal de luminance et de chrominance comprimé en temps (ITLC) 2 sert à comprimer sur la base du temps l'information numérique sortie du convertisseur A/D 1. Un circuit de séparation de bandes 3 sert à séparer le signal de sortie du circuit ITLC 2 en des bandes de basses et de hautes fréquences. Referring to Figure 1, an analog-to-digital converter (A / D converter) 1 is used to convert a luminance signal Y and chrominance signals R-Y and B-Y into digital data. A time compressed luminance and chrominance signal integration circuit (ITLC) 2 is used to compress on the basis of time the digital information output from the A / D converter 1. A band separation circuit 3 is used to separate the ITLC 2 circuit output signal in low and high frequency bands.
Un détecteur de vecteur mouvement 4 sert à détecter un vecteur mouvement à partir des signaux de bande de basses fréquences du circuit de séparation de bandes 3. Un processeur de signal de bande de hautes fréquences 5 sert à traiter les signaux de bande de hautes fréquences issus du circuit de séparation de bandes 3 en fonction des signaux de vecteur mouvement du détecteur de vecteur mouvement 4. A motion vector detector 4 is used to detect a motion vector from the low frequency band signals of the band separation circuit 3. A high frequency band signal processor 5 is used to process the high frequency band signals from of the band separation circuit 3 as a function of the motion vector signals of the motion vector detector 4.
Un circuit de retardement 6 sert à retarder les signaux de bande de basses fréquences issus du circuit de séparation de bandes 3.A delay circuit 6 serves to delay the low frequency band signals from the band separation circuit 3.
Un additionneur de commande et de synchronisation 8 additionne la sortie du circuit de retardement 6 à la sortie du signal de vecteur mouvement issu du détecteur de vecteur mouvement 4. Un codeur audio 9 code des signaux audios entrés par l'intermédiaire d'une borne d'entrée audio (AI). Un additionneur d'audio et de synchronisation 7 additionne les signaux sortis du codeur audio 9 à la sortie du processeur de signal de bande de hautes fréquences 5. A command and synchronization adder 8 adds the output of the delay circuit 6 to the output of the motion vector signal from the motion vector detector 4. An audio coder 9 codes audio signals input via a terminal d audio input (AI). An audio and synchronization adder 7 adds the signals output from the audio encoder 9 to the output of the high frequency band signal processor 5.
Un premier convertisseur D/A 10 convertit les signaux sortis de l'additionneur d'audio et de synchronisation 7. A first D / A converter 10 converts the signals output from the audio and synchronization adder 7.
Un second convertisseur D/A 11 convertit les signaux sortis de l'additionneur de commande et de synchronisation 8. Un premier filtre passe bas 12 filtre les signaux sortis du premier convertisseur D/A 10. Un second filtre passe bas 13 filtre les signaux sortis du second convertisseur D/A 11.A second D / A converter 11 converts the signals output from the control and synchronization adder 8. A first low pass filter 12 filters the signals output from the first D / A converter 10. A second low pass filter 13 filters the output signals of the second D / A converter 11.
Un modulateur en quadrature 14 multiplie les signaux sortis des premier et second filtres passe bas 12, 13, respectivement, par un signal Cosot et un signal Sinon, et ensuite il additionne les signaux multipliés l'un à l'autre pour produire à partir de ceux-ci un signal de transmission. Un processeur de transmission 15 traite les signaux sortis du modulateur en quadrature 14, de manière à ce qu'ils soient adaptés pour la transmission. A quadrature modulator 14 multiplies the signals output from the first and second low pass filters 12, 13, respectively, by a Cosot signal and an Otherwise signal, and then it adds the multiplied signals to each other to produce from these a transmission signal. A transmission processor 15 processes the signals output from the quadrature modulator 14, so that they are suitable for transmission.
En se référant à la figure 2, le processeur de signal de bande de hautes fréquences 5 comprend un circuit de décalage de fréquence 52, un filtre passe bas H-V (horizontal-vertical) 53, un filtre H-V-T (horizontal-vertical-temporel) 54, un circuit de sous échantillonnage de décalage de trame 56, un filtre passe bas 57 un second circuit d'échantillonnage 59, un filtre T (temporel) 60, un second circuit de sous échantillonnage de décalage de champ 62, un détecteur de zone de mouvement 55, un premier circuit d'échantillonnage 58, un premier circuit de sous échantillonnage de décalage de champ 61, et un mélangeur 63. Referring to Figure 2, the high frequency band signal processor 5 includes a frequency shift circuit 52, a low pass HV (horizontal-vertical) filter 53, an HVT (horizontal-vertical-time) filter 54 , a frame shift subsampling circuit 56, a low pass filter 57 a second sampling circuit 59, a T (time) filter 60, a second field shift subsampling circuit 62, a zone detection detector movement 55, a first sampling circuit 58, a first field shift subsampling circuit 61, and a mixer 63.
Le circuit de décalage de fréquence 52 sert à décaler les signaux de bande de hautes fréquences issus du circuit de séparation de bandes 3, un filtre passe bas H-V 53 sert à filtrer les signaux de sortie du circuit de décalage de fréquence 52 horizontalement et verticalement. The frequency shift circuit 52 is used to shift the high frequency band signals from the band separation circuit 3, a low-pass filter H-V 53 is used to filter the output signals of the frequency shift circuit 52 horizontally and vertically.
Un filtre H-V-T 54 sert à filtrer le signal sorti du circuit de décalage de fréquence 52 dans les directions horizontale, verticale et temporelle. Un circuit de sous échantillonnage de décalage de trame 56 sert à sous échantillonner le signal de sortie du filtre H-V-T 54 en décalage de trame. An H-V-T filter 54 is used to filter the signal output from the frequency shift circuit 52 in the horizontal, vertical and time directions. A frame shift subsampling circuit 56 serves to sub-sample the output signal of the H-V-T filter 54 in frame shift.
Un filtre passe bas 57 sert à filtrer les signaux de sortie du circuit de sous échantillonnage de décalage de trame 56 dans la direction horizontale. A low pass filter 57 is used to filter the output signals from the frame shift subsampling circuit 56 in the horizontal direction.
Un second circuit d'échantillonnage 59 sert à échantillonner les signaux de sortie du filtre passe bas 57 dans la proportion de deux sur un. Un filtre T 60 sert à filtrer les signaux sortis du second circuit d'échantillonnage 59 suivant l'axe des temps, un circuit de sous échantillonnage de décalage de champ 62 sert à sous échantillonner les signaux de sortie du filtre T 60 en décalage de champ. Un détecteur de zone de mouvement 55 sert à détecter une zone de mouvement par la réception des signaux de sortie du filtre passe bas H-V 53 en fonction des signaux de sortie du détecteur de mouvement 4. A second sampling circuit 59 is used to sample the output signals of the low pass filter 57 in the proportion of two to one. A T filter 60 is used to filter the signals output from the second sampling circuit 59 along the time axis, a field shift subsampling circuit 62 is used to sub-sample the output signals of the T filter 60 in field shift . A movement area detector 55 is used to detect a movement area by receiving the output signals of the low-pass filter H-V 53 as a function of the output signals of the movement detector 4.
Un premier circuit d'échantillonnage 58 sert à échantillonner les signaux de sortie du filtre passe bas
H-V 53 dans la proportion de deux sur un. Un premier circuit de sous échantillonnage de décalage de champ 61 sert à sous échantillonner les signaux de sortie du premier circuit d'échantillonnage 58 en décalage de champ. Un mélangeur 63 sert à mélanger les signaux de sortie du premier circuit de sous échantillonnage de décalage de champ 61 avec les signaux de sortie du circuit de sous échantillonnage de décalage de champ 62, en fonction des signaux sortis du détecteur de zone de mouvement 55.A first sampling circuit 58 is used to sample the output signals of the low pass filter
HV 53 in the proportion of two to one. A first field shift subsampling circuit 61 is used to sub-sample the output signals of the first sampling circuit 58 in field shift. A mixer 63 is used to mix the output signals of the first field shift subsampling circuit 61 with the output signals of the field shift subsampling circuit 62, as a function of the signals output from the motion area detector 55.
La figure 4A montre la bande complète des signaux de sortie du ITLC 2, la figure 4B montre la séparation dans la bande de basses fréquences, et la figure 4C la séparation dans la bande de hautes fréquences. Figure 4A shows the full band of ITLC 2 output signals, Figure 4B shows the separation in the low frequency band, and Figure 4C the separation in the high frequency band.
Les caractéristiques avant et après le décalage en fréquence sont respectivement montrées aux figures 6A et 6B. Les caractéristiques du filtre H-V-T 54 de la figure 2 sont montrées aux figures 7A et 7B représentant respectivement le filtrage dans les directions de l'axe vertical et de l'axe des temps. The characteristics before and after the frequency shift are respectively shown in FIGS. 6A and 6B. The characteristics of the H-V-T filter 54 of FIG. 2 are shown in FIGS. 7A and 7B respectively representing the filtering in the directions of the vertical axis and the time axis.
Les structures de spectre selon la conversion dans la proportion de deux sur un des premier et second circuits d'échantillonnage 58, 59 de la figure 2, sont montrées aux figures 9A et 9B les représentant respectivement avant et après la conversion d'échantillonnage. The spectrum structures according to the conversion in the proportion of two on one of the first and second sampling circuits 58, 59 of FIG. 2, are shown in FIGS. 9A and 9B representing them respectively before and after the sampling conversion.
Les caractéristiques du filtre H-V sont montrées à la figure 11A, et le spectre de repliage du sous échantillonnage de décalage de champ de la voie de traitement du signal de zone dynamique est représenté à la figure 11B. The characteristics of the H-V filter are shown in FIG. 11A, and the folding spectrum of the field shift sub-sampling of the dynamic zone signal processing channel is represented in FIG. 11B.
Un mode de réalisation préféré de la présente invention va être décrit maintenant en se référant aux figures 1 à 13. A preferred embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS. 1 to 13.
Les signaux de sortie d'une caméra vidéo sont entrés en tant que signaux Y, R-Y, B-Y dans le convertisseur A/D 1. La bande de signal de Y est 22,5 MHz et celles de R-y et
B-Y sont de 7,5 MHz. Les signaux numériques issus du convertisseurs A/D 1 sont comprimés en temps pour être redisposés comme cela est montré à la figure 3 par le circuit ITLC 2.The output signals of a video camera are entered as Y, RY, BY signals in the A / D converter 1. The signal band of Y is 22.5 MHz and those of Ry and
BY are 7.5 MHz. The digital signals from the A / D converters 1 are compressed in time to be rearranged as shown in FIG. 3 by the ITLC circuit 2.
En se référant à la figure 3, le signal de chrominance est comprimé dans la proportion de quatre à un , et le signal de luminance dans la proportion de quatre à trois, ce par quoi un quart de la ligne de signal est occupé par le signal de chrominance, et les trois quarts restants par le signal de luminance. De plus, les signaux de chrominance sont constitués de R-Y et B-Y disposés de manière alternée. Referring to Figure 3, the chrominance signal is compressed in the proportion of four to one, and the luminance signal in the proportion of four to three, whereby a quarter of the signal line is occupied by the signal chrominance, and the remaining three quarters by the luminance signal. In addition, the chrominance signals consist of R-Y and B-Y arranged alternately.
Dans le présent mode de réalisation, les champs pairs et les champs impairs sont combinés pour former une trame.In the present embodiment, the even fields and the odd fields are combined to form a frame.
Dans laquelle les signaux de chrominance sont disposés dans l'ordre successif de : champ pair R-Y, champ impair R-Y, champ pair B-Y et champ impair B-Y.In which the chrominance signals are arranged in the successive order of: even field R-Y, odd field R-Y, even field B-Y and odd field B-Y.
Les signaux de sortie du circuit ITLC 2 sont séparés en un signal de bande de basses fréquences et un signal de bande de hautes fréquences par le circuit de séparation de bandes 3. Dans ce cas, si la bande du signal entré est Xo, les signaux dans la bande de fréquences de 0 à Xo/5 sont sortis en tant que signal basses fréquences et les signaux dans la bande de fréquences de Xo/5 à Xo en tant que signal de hautes fréquences. A savoir, dans le cas du signal de luminance, les signaux dans la bande de fréquences de 0 à 4,5 MHz sont sortis en tant que signal de bande de basses fréquences, et les signaux dans la bande de fréquences de 4,5 à 22,5 MHz comme signal de bande de hautes fréquences. The output signals of the ITLC circuit 2 are separated into a low frequency band signal and a high frequency band signal by the band separation circuit 3. In this case, if the band of the input signal is Xo, the signals in the frequency band from 0 to Xo / 5 are output as the low frequency signal and the signals in the frequency band from Xo / 5 to Xo as the high frequency signal. Namely, in the case of the luminance signal, the signals in the frequency band from 0 to 4.5 MHz are output as the low frequency band signal, and the signals in the frequency band from 4.5 to 22.5 MHz as a high frequency band signal.
De cette façon, dans le cas du signal de chrominance, les signaux dans la bande de fréquences de 0 à 1,5 MHz sont sortis en tant que signal de la bande de basse fréquence, et les signaux dans la bande de fréquences de 1,5 à 7,5 MHz en tant que signal de la bande de haute fréquence.In this way, in the case of the chrominance signal, the signals in the frequency band from 0 to 1.5 MHz are output as a signal from the low frequency band, and the signals in the frequency band from 1, 5 to 7.5 MHz as a signal of the high frequency band.
Le signal de la bande de basse fréquence du circuit de séparation de bandes 3 est utilisé pour le détecteur de vecteur mouvement 4 pour détecter l'amplitude du mouvement. The signal of the low frequency band of the band separation circuit 3 is used for the motion vector detector 4 to detect the amplitude of the motion.
A savoir, le détecteur de vecteur de mouvement 4 produit une amplitude de vecteur correspondant à la valeur de l'expansion transversale ou du brouillage de l'ensemble de l'écran, comme cela est montré à la figure 5.Namely, the motion vector detector 4 produces a vector amplitude corresponding to the value of the transverse expansion or the interference of the whole screen, as shown in FIG. 5.
Par un déplacement de AX dans la direction X et de AY dans la direction Y, le signal prend la valeur vectorielle de AY et AX tel qu'à la figure 5. Naturellement, la valeur vectorielle est constituée de nombres binaires, dans lesquels chaque direction a quatre bits et la valeur horizontale est de 4MSB (bits les plus significatifs). A savoir, la valeur vectorielle est de (Xs, X2, X1, Xa, YSt Y2,
Y1, Ya) dans lesquels Xs, Ys sont des symboles de bits.By a displacement of AX in the direction X and of AY in the direction Y, the signal takes the vector value of AY and AX as in figure 5. Naturally, the vector value consists of binary numbers, in which each direction has four bits and the horizontal value is 4MSB (most significant bits). Namely, the vector value is (Xs, X2, X1, Xa, YSt Y2,
Y1, Ya) in which Xs, Ys are bit symbols.
Le vecteur mouvement produit à partir du détecteur de vecteur mouvement 4 et le signal de bande de basses fréquences appliqué par l'intermédiaire du circuit de retardement 6 sont délivrés en même temps à l'additionneur de commande et de synchronisation 8 de manière à synchroniser les deux signaux. The motion vector produced from the motion vector detector 4 and the low frequency band signal applied via the delay circuit 6 are simultaneously supplied to the control and synchronization adder 8 so as to synchronize the two signals.
L'additionneur de commande et de synchronisation 8 reçoit l'information de vecteur mouvement et de synchronisation en même temps que d'autres informations. The control and synchronization adder 8 receives the motion vector and synchronization information together with other information.
Dans ce cas, l'information de synchronisation verticale est introduite dans le début du champ et l'information horizontale dans le début de chaque ligne. L'information de vecteur mouvement est introduite dans l'intervalle de retour de spot vertical, et non dans la ligne de balayage.In this case, the vertical synchronization information is entered at the start of the field and the horizontal information at the start of each line. The motion vector information is entered in the vertical spot return interval, not in the scan line.
En supposant que les lignes de balayage soient de 1.080 dans 1.250 lignes, des espaces libres se trouvent produits pour 170 lignes par trame ou 85 lignes par champ, dans lesquels une ligne appropriée est sélectionnée pour introduire l'information de vecteur mouvement. Une autre information telle qu'une information de télétexte, etc.Assuming the scan lines are 1,080 in 1,250 lines, free space is found for 170 lines per frame or 85 lines per field, in which an appropriate line is selected to enter the motion vector information. Other information such as teletext information, etc.
peut être transmise par l'intermédiaire des espaces libres.can be transmitted through free spaces.
Le signal de la bande de hautes fréquences du circuit de séparation de bandes 3 est délivré au processeur de signal de la bande de hautes fréquences 5, dont le traitement de signal est représenté à la figure 2. Le signal de bande de hautes fréquences est délivré au circuit de décalage de fréquence 52 de manière à ce qu'il soit décalé de la basse fréquence filtrée comme cela est montré à la figure 6. A savoir, le signal de bande de hautes fréquences est déplacé de la bande de fréquence de Xo/5 de manière à modifier la bande de fréquences de Xo/5 à Xo en la bande de fréquences de 0 à 4Xo/5. Ce signal de bande de hautes fréquences décalé est traité à travers deux voies dont l'une est la voie de traitement de signal de zone dynamique, et l'autre est la voie de traitement de signal de zone statique.A savoir, par les deux voies de traitement de signal les deux informations sont proportionnées de manière appropriée de manière à ce qu'elles soient sorties en fonction du degré de mouvement. The signal of the high frequency band of the band separation circuit 3 is supplied to the signal processor of the high frequency band 5, the signal processing of which is shown in FIG. 2. The high frequency band signal is supplied to the frequency shift circuit 52 so that it is offset from the filtered low frequency as shown in Figure 6. That is, the high frequency band signal is moved from the frequency band of Xo / 5 so as to modify the frequency band from Xo / 5 to Xo into the frequency band from 0 to 4Xo / 5. This shifted high frequency band signal is processed through two channels, one of which is the dynamic zone signal processing channel, and the other is the static zone signal processing channel. signal processing channels the two pieces of information are appropriately proportioned so that they are output according to the degree of movement.
Les voies de traitement des signaux de zones statique et dynamique passent respectivement par l'intermédiaire du filtre H-V-T 54 et du filtre passe bas H-V 53. La sortie du circuit de décalage de fréquence 52 est appliquée au filtre
H-V-T 54 dont les caractéristiques sont représentés à la figure 7. Le filtre H-V (filtre horizontal et vertical) passe la région de Y < Yo et de X < 4Xo/5 comme cela est montré à la figure 7A, et le filtre H-T (filtre horizontal et temporel) passe la région de Z < Zo/4 et X < 4/5Xo comme cela est montré à la figure 7B où Yo est le nombre de lignes de TV, Zo est la fréquence de trame et Xo la fréquence de bande maximale du signal vidéo (c'est-à-dire
Yo = 1.250 lignes de TV ou 1.080 lignes de balayage, Zo = 7,5 MHz, Xo = 22,5 MHz). The static and dynamic signal processing channels pass respectively through the HVT filter 54 and the low pass filter HV 53. The output of the frequency shift circuit 52 is applied to the filter.
HVT 54 whose characteristics are shown in Figure 7. The HV filter (horizontal and vertical filter) passes the region of Y <Yo and X <4Xo / 5 as shown in Figure 7A, and the HT filter (filter horizontal and temporal) passes the region of Z <Zo / 4 and X <4 / 5Xo as shown in Figure 7B where Yo is the number of TV lines, Zo is the frame frequency and Xo the maximum band frequency video signal (i.e.
Yo = 1,250 TV lines or 1,080 scan lines, Zo = 7.5 MHz, Xo = 22.5 MHz).
La sortie du filtre H-V-T 54 est échantillonnée par le circuit de sous échantillonnage de décalage de trame 56 comme cela est montré à la figure 8. La fréquence d'échantillonnage de X'o est 4Xo/5, et la fréquence d'échantillonnage du signal d'origine 2X'o, ainsi, il apparat un spectre de repliage qui est observé dans le sens H-V mais non dans le sens T-V. La bande passante de
X'o/2 dans le sens de l'axe des temps à la figure 7B sert à empêcher le repliage du spectre.The output of the HVT filter 54 is sampled by the frame shift subsampling circuit 56 as shown in FIG. 8. The sampling frequency of X'o is 4Xo / 5, and the sampling frequency of the signal of 2X'o origin, thus, a folding spectrum appears which is observed in the HV direction but not in the TV direction. The bandwidth of
X'o / 2 in the direction of the time axis in FIG. 7B serves to prevent the spectrum from folding back.
La sortie du circuit de sous échantillonnage de décalage de trame 56 est appliquée au filtre passe bas 53. The output of the frame shift subsampling circuit 56 is applied to the low pass filter 53.
Le LPF horizontal 57 à une bande passante de X'o/2. La fréquence d'échantillonnage devient à nouveau 2X'o après passage à travers le filtre passe bas 57. En se référant à la figure 9A montrant la structure du spectre passant à travers le filtre passe bas 57, la bande de fréquences allant de X'o/2 à X'o est repliée dans la bande de fréquences allant de 0 à X'o/2.The horizontal LPF 57 has a bandwidth of X'o / 2. The sampling frequency again becomes 2X'o after passing through the low pass filter 57. Referring to FIG. 9A showing the structure of the spectrum passing through the low pass filter 57, the frequency band going from X ' o / 2 to X'o is folded in the frequency band going from 0 to X'o / 2.
La sortie du filtre passe bas 57 traverse le second circuit d'échantillonnage 59, ainsi la fréquence d'échantillonnage est modifiée de 2X'o à X'o. Dans le spectre, le signal ayant la structure de spectre de la figure 9A devient le signal avec la structure de spectre de la figure 9B. A savoir, le signal réparti autour de la fréquence 2mX'o devient le spectre développé autour de mX'o, comme cela est montré à la figure 9A (m est un nombre entier). The output of the low pass filter 57 passes through the second sampling circuit 59, so the sampling frequency is changed from 2X'o to X'o. In the spectrum, the signal having the spectrum structure of Figure 9A becomes the signal with the spectrum structure of Figure 9B. Namely, the signal distributed around the frequency 2mX'o becomes the spectrum developed around mX'o, as shown in FIG. 9A (m is an integer).
La sortie du second circuit d'échantillonnage 59 est délivrée au filtre T 60 (filtre dans la direction de l'axe des temps) qui est un pré-filtre pour empêcher le flou pendant l'échantillonnage du circuit de sous échantillonnage de décalage de champ 62, ce filtre passe seulement le signal allant de 0 à 15 MHz. The output of the second sampling circuit 59 is supplied to the filter T 60 (filter in the direction of the time axis) which is a pre-filter to prevent blurring during the sampling of the field shift subsampling circuit 62, this filter only passes the signal going from 0 to 15 MHz.
Le signal ayant traversé le filtre T 60 est échantillonné par le circuit de sous échantillonnage de décalage de champ 62 comme cela est montré à la figure 10, dans laquelle la fréquence d'échantillonnage est de X'o/2. The signal having passed through the filter T 60 is sampled by the field shift sub-sampling circuit 62 as shown in FIG. 10, in which the sampling frequency is X'o / 2.
Un autre repliage du spectre se produit. Ainsi, dans le spectre de fréquence, le signal allant de X'o/4 à X'o/2 est à nouveau replié sur le signal allant de 0 à X'o/4 du signal replié du sous échantillonnage de décalage de trame dans les directions horizontale-verticale. Dans le spectre
H-T le signal est introduit à l'intérieur du spectre entre 15 MHz et 30 MHz dans la direction T. A savoir, le repliage du spectre est obtenu sans flou.Another folding of the spectrum occurs. Thus, in the frequency spectrum, the signal going from X'o / 4 to X'o / 2 is again folded over the signal going from 0 to X'o / 4 of the signal folded back from the frame shift subsampling in the horizontal-vertical directions. In the spectrum
HT the signal is introduced inside the spectrum between 15 MHz and 30 MHz in the direction T. Namely, the folding of the spectrum is obtained without blurring.
En additionnant le traitement de repliage de spectre issu du filtre H-V-T 54 de la voie de traitement de zone statique du circuit de sous échantillonnage de décalage de champ 62, le signal traversant le filtre H-V-T 54 est replié dans la bande de fréquence allant de X'o/2 à X'o avec la fourchette de 7,5 à 15 MHz dans la direction de l'axe des temps par le circuit de sous échantillonnage de décalage de trame 56, tandis que le signal traversant le filtre T 60 est replié dans la bande de fréquence allant de X'o/4 à X'o/2 à l'intérieur de la fourchette de 15 à 30
Hz par le circuit de sous échantillonnage de décalage de champ 62.By adding the spectrum folding processing from the HVT filter 54 of the static area processing channel of the field shift subsampling circuit 62, the signal passing through the HVT filter 54 is folded in the frequency band going from X ' o / 2 at X'o with the range 7.5 to 15 MHz in the direction of the time axis by the frame shift subsampling circuit 56, while the signal passing through the filter T 60 is folded in the frequency band from X'o / 4 to X'o / 2 within the range of 15 to 30
Hz by the field shift subsampling circuit 62.
La sortie du circuit de décalage de fréquence 52 est également appliquée au filtre passe bas H-V 53 de la voie de traitement de la zone dynamique. Le filtre passe bas H-V 53 passe seulement la bande de fréquences allant de 0 à
X'o/2 du signal de bande X'o entré dans le filtre passe bas horizontal avec une bande de fréquences de X'o/2 et la bande de fréquence allant de 0 à Yo/2 du signal de bande Yo entré dans le filtre passe bas vertical avec une bande de fréquences de Yo/2. Le signal ci-dessus est délivré au premier circuit d'échantillonnage 58. Ce signal n'est pas replié.The output of the frequency shift circuit 52 is also applied to the low pass filter HV 53 of the dynamic zone processing channel. The HV 53 low pass filter only passes the frequency band from 0 to
X'o / 2 of the band signal X'o entered in the horizontal low pass filter with a frequency band of X'o / 2 and the frequency band going from 0 to Yo / 2 of the band signal Yo entered in the vertical low pass filter with a frequency band of Yo / 2. The above signal is delivered to the first sampling circuit 58. This signal is not aliased.
La fréquence d'échantillonnage traversant le premier circuit d'échantillonnage 58 est modifiée de 2X'o à X'o. Le signal traversant le premier circuit d'échantillonnage 58 est appliqué au premier circuit de sous échantillonnage de décalage de champ 61 et échantillonné dans la structure d'échantillonnage telle que montrée à la figure 10. Dans ce cas, la fréquence d'échantillonnage est X'o/2 et la bande de fréquences allant de X'o/4 à X'o/2 est repliée de manière spectrale par dessus la bande de fréquences allant de 0 à X'o/4. Le signal replié de la bande de fréquences allant de X'o/4 à X'o/2 est introduit verticalement entre
Yo/2 et Yo.The sampling frequency passing through the first sampling circuit 58 is changed from 2X'o to X'o. The signal passing through the first sampling circuit 58 is applied to the first field shift subsampling circuit 61 and sampled in the sampling structure as shown in FIG. 10. In this case, the sampling frequency is X 'o / 2 and the frequency band from X'o / 4 to X'o / 2 is spectrally folded over the frequency band from 0 to X'o / 4. The folded signal of the frequency band from X'o / 4 to X'o / 2 is introduced vertically between
Yo / 2 and Yo.
Les caractéristiques du filtre passe bas H-V 53 sont représentées à la figure llA, et le repliage de spectre du premier circuit de sous échantillonnage de décalage de champ 61 à la figure 11B. La sortie du filtre passe bas H-V 53 est délivrée au détecteur de zone de mouvement 55 qui détecte la zone de mouvement par à la fois le vecteur mouvement et la sortie du filtre passe bas H-V 53. Le détecteur de zone de mouvement 55 décale l'écran agrandi transversalement et brouillé par le vecteur mouvement à la valeur de AX et AY, comme cela est montré à la figure 5. The characteristics of the low-pass filter H-V 53 are shown in FIG. 11A, and the folding of the spectrum of the first field shift subsampling circuit 61 in FIG. 11B. The output of the HV low pass filter 53 is supplied to the motion area detector 55 which detects the motion area by both the motion vector and the output of the HV low pass filter 53. The motion area detector 55 shifts the screen enlarged transversely and blurred by the motion vector to the value of AX and AY, as shown in Figure 5.
Ceci compense l'agrandissement transversal et le brouillage de l'écran afin de capter chacun des mouvements partiels.This compensates for the transverse enlargement and the scrambling of the screen in order to capture each of the partial movements.
Pour le reste, toutes les parties sont représentées comme la zone dynamique. Pratiquement, dans le cas d'agrandissement transversal et de brouillage du système de transmission ci-dessus, les signaux sont traités comme la zone statique après détection du vecteur mouvement. En se référant à la figure 12, la partie hachurée par des lignes dans la partie où le mouvement se produit est détectée comme étant la zone de mouvement en comparant le (n+l)ième champ avec le (n+3)ième champ dans lequel le décalage d'écran provoqué par l'agrandissement transversal et le brouillage est compensé par le vecteur mouvement. Les signaux sortis sont divisés en différents niveaux en fonction de l'amplitude de mouvement de la zone de mouvement.La sortie du détecteur de zone de mouvement 55 est entrée dans le mélangeur 63 qui mélange les sorties des voies de traitement des zones dynamique et statique en fonction du signal de sortie du détecteur de zone de mouvement 55.For the rest, all the parts are represented as the dynamic zone. In practice, in the case of transverse enlargement and interference of the above transmission system, the signals are treated as the static area after detection of the motion vector. Referring to FIG. 12, the part hatched by lines in the part where the movement occurs is detected as being the movement zone by comparing the (n + l) th field with the (n + 3) th field in which the screen offset caused by the transverse enlargement and the interference is compensated by the motion vector. The signals output are divided into different levels according to the amplitude of movement of the movement zone. The output of the movement zone detector 55 is entered into the mixer 63 which mixes the outputs of the processing channels of the dynamic and static zones according to the output signal of the motion zone detector 55.
Le signal sorti S du mélangeur 63 est fonction de la sortie du détecteur de zone de mouvement 55 selon l'équation suivante
S = k Sm + (1 - k) Ss
Dans laquelle Sm est le signal de sortie du premier circuit de sous échantillonnage de décalage de champ 61, SS le signal de sortie du second circuit de sous échantillonnage de décalage de champ 62 et k l'amplitude de mouvement de la sortie du détecteur de zone de mouvement 55.The signal output S of the mixer 63 is a function of the output of the motion zone detector 55 according to the following equation
S = k Sm + (1 - k) Ss
In which Sm is the output signal of the first field shift subsampling circuit 61, SS the output signal of the second field shift subsampling circuit 62 and k the amplitude of movement of the zone detector output movement 55.
La sortie du mélangeur 63 est entrée dans l'additionneur d'audio et de synchronisation 7 de la figure 1 qui reçoit également le signal audio et l'information de synchronisation. L'information audio et de synchronisation vers l'additionneur audio et de synchronisation 7 est la suivante. The output of the mixer 63 is entered into the audio and synchronization adder 7 of FIG. 1 which also receives the audio signal and the synchronization information. The audio and synchronization information to the audio and synchronization adder 7 is as follows.
L'information de synchronisation verticale est introduite au début de chaque champ, et l'information de synchronisation horizontale au début de chaque ligne. The vertical synchronization information is entered at the start of each field, and the horizontal synchronization information at the start of each line.
L'information audio est introduite pendant l'intervalle de retour de spot vertical, pas pendant la ligne de balayage.Audio information is input during the vertical spot return interval, not during the scan line.
En supposant que les lignes de balayage soient de 1.080 dans 1.250 lignes, des espaces libres sont produits de 170 lignes par trame ou 85 lignes par champ, dans lesquelles une ligne appropriée est sélectionnée pour introduire l'information audio.Assuming the scan lines are 1,080 in 1,250 lines, free spaces are produced of 170 lines per frame or 85 lines per field, in which an appropriate line is selected to enter the audio information.
La sortie de l'additionneur d'audio et de synchronisation 7 est appliquée, par l'intermédiaire du premier convertisseur D/A 10, au premier filtre passe bas 12 possédant une bande de fréquences de X'o/4 par rapport à l'axe horizontal. De la même façon, la sortie de l'additionneur de commande et de synchronisation 8 est appliquée par l'intermédiaire du second convertisseur D/A 11 au second filtre passe bas 13 possédant une bande de fréquences de X'o/4 par rapport à l'axe horizontal. Les signaux sortis des premier et second filtres passe bas 12 et 13 sont modulés respectivement en quadrature et en phase.En supposant que la sortie du second filtre passe bas 13 soit VL, la sortie du premier filtre passe bas 12 soit VH, et la fréquence modulée intermédiaire 01 = 27r fl, la sortie de l'additionneur A modulée en quadrature de phase est la suivante
Sortie de l'additionneur = aVL Sinx1t + BVH Cosolt
Dans laquelle a et B représentent respectivement les gains de VL et VH. Le gain a est plus grand que le gain B.The output of the audio and synchronization adder 7 is applied, via the first D / A converter 10, to the first low pass filter 12 having a frequency band of X'o / 4 relative to the horizontal axis. In the same way, the output of the command and synchronization adder 8 is applied via the second D / A converter 11 to the second low pass filter 13 having a frequency band of X'o / 4 relative to the horizontal axis. The signals from the first and second low pass filters 12 and 13 are modulated in quadrature and phase respectively. Assuming that the output of the second low pass filter 13 is VL, the output of the first low pass filter 12 is VH, and the frequency modulated intermediate 01 = 27r fl, the output of adder A modulated in phase quadrature is as follows
Adder output = aVL Sinx1t + BVH Cosolt
In which a and B represent the gains of VL and VH respectively. The gain a is greater than the gain B.
La sortie du modulateur en quadrature 14 est transmise par l'intermédiaire du processeur de transmission 15. Le signal sorti est traité par l'intermédiaire du filtre tel que montré à la figure 13. Ce filtre possède une bande de fréquences inférieure de X et une bande de fréquences supérieure de X'o/4 par rapport à la fréquence fs de la porteuse RF (de radio fréquence), dans laquelle X est égale ou inférieure à (1/4) X'o/4. La raison pour laquelle le signal avec la bande de fréquences tel que montrée à la figure 13 est transmis est pour égaliser la bande supérieure et la bande inférieure de manière à extraire, du signal reçu par l'intermédiaire du signal de porteuse intermédiaire, les signaux VH et VL en phase et en quadrature de phase. Autrement il se produirait un décalage de phase.The output of the quadrature modulator 14 is transmitted through the transmission processor 15. The output signal is processed through the filter as shown in Figure 13. This filter has a lower frequency band of X and a higher frequency band of X'o / 4 compared to the frequency fs of the RF carrier (radio frequency), in which X is equal or less than (1/4) X'o / 4. The reason why the signal with the frequency band as shown in figure 13 is transmitted is to equalize the upper band and the lower band so as to extract, from the signal received via the intermediate carrier signal, the signals VH and VL in phase and in phase quadrature. Otherwise there would be a phase shift.
Puis le signal traverse le filtre passe bas dont les bandes de fréquences inférieure ou supérieure sont plus petites que X par rapport fs, en égalisant ainsi les bandes de fréquences supérieure et inférieure. Par ce moyen, si un filtre de Nyquist est utilisé comme dans le système NTSC, un filtre de Nyquist d'inversion doit également être utilisé du côté de la réception. Then the signal passes through the low pass filter whose lower or upper frequency bands are smaller than X with respect to fs, thereby equalizing the upper and lower frequency bands. By this means, if a Nyquist filter is used as in the NTSC system, a reversing Nyquist filter must also be used on the reception side.
Comme cela a été décrit ci-dessus, le système de transmission de HDTV de la présente invention utilise à la fois la technique de sous échantillonnage et la technique de séparation de bandes, le traitement de signal varie considérablement avec le sous échantillonnage et la séparation de bandes pour chaque signal, dans chaque position et dans chaque étapes. Par exemple, MUSE et HD-MAC utilisent la technique de sous échantillonnage et MIT et
Zenith, etc. la technique de codage de sous bande ou la technique de séparation de bandes.As described above, the HDTV transmission system of the present invention uses both the subsampling technique and the band separation technique, the signal processing varies considerably with the undersampling and separation of bands for each signal, in each position and in each step. For example, MUSE and HD-MAC use the subsampling technique and MIT and
Zenith, etc. the subband coding technique or the band separation technique.
Ainsi, la présente invention procure un système de
HDTV dans lequel les signaux ont la même bande de fréquences que celle des signaux de TV couleur classique et sont transmis par l'intermédiaire d'un canal disponible du système de TV couleur classique. Le système de HDTV est compatible avec le système de transmission de signal de TV couleur classique et il utilise une technique de séparation de bandes de fréquences en même temps qu'une technique de sous échantillonnage. Thus, the present invention provides a system for
HDTV in which the signals have the same frequency band as that of conventional color TV signals and are transmitted via an available channel of the conventional color TV system. The HDTV system is compatible with the conventional color TV signal transmission system and uses a frequency band separation technique along with a subsampling technique.
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US5184219A (en) | 1993-02-02 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20100129 |